Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DC-Motor sehr langsam drehen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von batman (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Abend!
Ich würde gern mal eine Einzelbildschaltung für einen Filmprojektor 
machen, der für 18-30 Bilder/sec ausgelegt ist.
Den Bürstenmotor muß ich drinlassen aber mit der ca. 20kHz/30V 
PWM-Steuerung bleibt er unterhalb 6 B/S stehen. Gibts da einen Trick, 
vielleicht langsamer mit höherer Spannung pulsen, damit er Schritt fährt 
oder geht das nicht? Er muß dann natürlich noch Last ziehen.

von THOR (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ne Drehzahlregelung, aber die wird vermutlich ziemlich schwingen wegen 
Nichtlinearität der Regelstrecke.

Deine Idee mit dem Dithering ist nicht ganz verkehrt, solltest du mal 
probieren.

von Horst (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
batman schrieb:
> Gibts da einen Trick,[...] damit er Schritt fährt
> oder geht das nicht? Er muß dann natürlich noch Last ziehen.

Ja, nennt sich Getriebe.

von m.n. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
batman schrieb:
> Gibts da einen Trick,

Ein Drehzahlregler löst das Problem: 
Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328"

von Dominik J. (d-r-j)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Pass auf das der Film nicht kaputt geht, wenn die Lampe zu lange auf nur 
einem Bild steht.

von THOR (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
m.n. schrieb:
> batman schrieb:
>> Gibts da einen Trick,
>
> Ein Drehzahlregler löst das Problem:
> Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328"

Wie gesagt, Regelstrecke nichtlinear, vermutlich durch Haftreibung.

Aber eigentlich isses auch mehr ne Positionsregelung an der Stelle, 
oder? Gibts irgendwo ne Positionsinfo an den Filmstreifen?

von m.n. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
THOR schrieb:
>> Beitrag "Drehzahlregler für DC-Motor, ATmega48-328"
>
> Wie gesagt, Regelstrecke nichtlinear, vermutlich durch Haftreibung.

Ich sehe Dein Problem nicht. Daß sich ein DC-Motor bei 20% PWM nicht 
mehr dreht, ist unter Belastung nicht ungewöhnlich.

THOR schrieb:
> wird vermutlich ziemlich schwingen

Das kann ich nicht bestätigen.

von Walter S. (avatar)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ein langsamerer Motor hilft dir doch nichts, für Einzelbild brauchst du 
eine Positionserkennung

von Klaus (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
m.n. schrieb:
> Daß sich ein DC-Motor bei 20% PWM nicht
> mehr dreht, ist unter Belastung nicht ungewöhnlich.

Auch bei 20% der Nennspannung ohne PWM wird er sich nicht drehen. Die 
Leistung ist in beiden Fällen zu gering, um die Haftreibung in den 
Lagern zu überwinden.

MfG Klaus

von m.n. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klaus schrieb:
> Auch bei 20% der Nennspannung ohne PWM wird er sich nicht drehen.

Das ist bekannt! Nur schrieb der TO eingangs, daß er eine PWM-Steuerung 
verwendet, die für langsame Drehzahl nicht ausreicht.

Walter S. schrieb:
> für Einzelbild brauchst du
> eine Positionserkennung

Warum? Die Belichtung erfolgt synchron zum Bild. Das erledigt der 
Projektor.

von THOR (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klaus schrieb:
> m.n. schrieb:
>> Daß sich ein DC-Motor bei 20% PWM nicht
>> mehr dreht, ist unter Belastung nicht ungewöhnlich.
>
> Auch bei 20% der Nennspannung ohne PWM wird er sich nicht drehen. Die
> Leistung ist in beiden Fällen zu gering, um die Haftreibung in den
> Lagern zu überwinden.
>
> MfG Klaus

Kommt auf die Frequenz an; Dithering. Schon erfolgreich bei nem 
Drosselklappenmotor eingesetzt. Fiept halt. Bei nem Verbrennungsmotor 
komplett egal, bei nem Filmprojekter vermutlich sehr nervig.

von m.n. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
THOR schrieb:
> Kommt auf die Frequenz an;

Obiger Regler arbeitet mit 200 Hz; kein Pfiepen aber auch kein Hämmern, 
vermutlich wegen der Masse des Rotors.

von Old P. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
m.n. schrieb im Beitrag #495194
> Warum? Die Belichtung erfolgt synchron zum Bild. Das erledigt der
> Projektor.

Wie soll er das machen? Er kann unmöglich die Lampe zu jedem Bild 
schalten. Vielleicht noch eine Klappe oder Flügelrad....
In Jugendtagen habe ich mal einen zerlegt. Bei diesem wurde der Film 
nicht kontinuierlich, sondern durch eine Federmimik ruckweise für jedes 
Bild bewegt. Dazu wurde der Film ober- und unterhalb der Linse in einem 
freien Bogen geführt. Das Licht blieb an, keine Klappe, kein Flügelrad.
Ob diese Federmechanik bei sehr langsamer Drehzahl noch funktioniert?

PWM ist schon eine gute Wahl, doch 20kHz?

Old-Papa

von ztrewq (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Batman,
zuerst sollte die "PWM" Steuerung eine mit Halbbrücke sein. Also nicht 
nur ein Mosfet nach Masse.
Nur dann ist die Ausgangsspannung proportional zum PWM und nicht 
abhängig vom Strom.

Aber die Drehzahl ist es dann immer noch nicht. Drehzahlregelung wäre 
ideal, es gibt aber auch noch eine andere Methode, den Einfluss des 
Wicklungswiderstandes zu kompensieren, der für eine lastabhängige 
Drehzahl verantwortlich ist:

Strom messen. Zum Beispiel Spannungsabfall über einem Shunt, um x 
verstärken und auf den Sollwert des PWMs drauf addieren.
Damit kannst Du die Drehzahl konstant halten. Gab in den 80/90ern sowas 
sogar als Bausatz und bei Elektor war es auch mal drin.

von Harald W. (wilhelms)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
THOR schrieb:

> Bei nem Verbrennungsmotor
> komplett egal, bei nem Filmprojekter vermutlich sehr nervig.

Bei derart geringen Drehzahlen hätte man dann wohl einen "Film-
verbrennungsmotor".

von m.n. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Old P. schrieb:
> Das Licht blieb an, keine Klappe, kein Flügelrad.

Einzelbild war ja möglich, nur zu langer Stillstand war überhaupt nicht 
angesagt ;-)
Aber vielleicht gibt es heute kälteres Licht.

> Ob diese Federmechanik bei sehr langsamer Drehzahl noch funktioniert?

Das muß der TO wissen.

von batman (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ztrewq schrieb:
> Strom messen. Zum Beispiel Spannungsabfall über einem Shunt, um x
> verstärken und auf den Sollwert des PWMs drauf addieren.
> Damit kannst Du die Drehzahl konstant halten. Gab in den 80/90ern sowas
> sogar als Bausatz und bei Elektor war es auch mal drin.

Hmm interesssant und wie kommt man zu dem x? Ist das konstant?

Naja Drehzahlsteuerung ist gut, hat er auch schon über die Hauptwelle 
per Schlitzmaskenfeedback aber bei Schritttempo gehts vielleicht eher um 
die Umdrehungszeit, bzw. Phasenzeit. Es tritt nämlich innerhalb einer 
Umdrehung (Hauptwelle) die Transportphase (Bildwechsel, höhere Last) 
ein, wo er dann immer steckenbleibt.

Schafft das die EMK-Steuerung noch im Bereich 1 Umdrehung/Sek?

von ztrewq (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>und wie kommt man zu dem x? Ist das konstant?
Na. Du willst ja den internen Widerstand kompensieren. Der ist zum 
Beispiel 2 Ohm.

Wenn Du nen 100mOhm Shunt hast, musst x = 20 sein, damit 100mOhm x 20 = 
2Ohm.

Das funktioniert sehr gut, auch bei langsamen Drehzahlen.

von batman (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Uff, der Knoten im Kopp. Wenn man die Spannung per PWM erhöht, fließt 
doch in dem Moment auch wieder mehr Shuntstrom und das bewirkt wieder 
eine Spannungserhöhung.... eine Rückkopplungsschleife?

von CPLDhm (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klaus schrieb:
> Auch bei 20% der Nennspannung ohne PWM wird er sich nicht drehen. Die
> Leistung ist in beiden Fällen zu gering, um die Haftreibung in den
> Lagern zu überwinden.
>
> MfG Klaus

Wurde das denn schon einmal getestet?

Bei einem nicht permanenterregten Nebenschlussmotor muß die Feldwicklung 
natürlich weiter an Nennspannung liegen, nur die Ankerspannung ist zu 
reduzieren.

Ich empfehle die eingehende Beschäftigung mit der Drehmomentkennlinie 
einer Gleichstrommaschine.

https://www.iew.uni-stuttgart.de/dateien/gp/Versuch_002_Gleichstrommaschine.pdf
Seite17ff

Der oben zitierte Irrglaube berücksichtigt nicht induktive Widerstände, 
Wirbelstromverluste sowie magnetische Sättigung bei PWM-Betrieb.

von ztrewq (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Uff, der Knoten im Kopp. Wenn man die Spannung per PWM erhöht, fließt
>doch in dem Moment auch wieder mehr Shuntstrom und das bewirkt wieder
>eine Spannungserhöhung.... eine Rückkopplungsschleife?

Nein.
Der Motor hat denn Innenwiderstand R1. Du erzeugst mit der Schaltung 
einen negativen Ausgangswiderstand mit -R1.
Damit kompensierst Du den.

x sollte einstellbar sein. Über ein Poti. Dann stellst Du es so ein, 
dass der Motor auch unter Belastung die Drehzahl immer konstant hält.
Du kannst etwas unter dem Ideal bleiben, dann fällt die Drehzahl nur 
ganz ganz wenig ab. Oder etwas drüber. Dann dreht der Motor sogar noch 
etwas schneller, wenn Du ihn belastest. Bei zu viel oder ohne Last 
stimmt das aber, was Du befürchtest: Das System schwingt. Deshalb muss 
man auch den idealen Punkt finden.

Der Motorwiderstand verändert sich über Temperatur. Ist aber nur 
relevant, wenn der Motor wirklich heiss wird. Dann kannst Du zum 
Beispiel über einen Luenberg Beobachter -R1 nachregeln. Das hab ich 
schon gemacht. Sollte dann aber ein digitaler Regler sein.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.